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阻抗分析仪/LCR表原理

已有 69 次阅读  2018-03-09 08:22   标签阻抗分析仪 

和 是非常通用的测量器件的电子仪器。根据 范围和频率范围的不同,有一系列不同原理的仪器来满足测试要求,图1是不同阻抗范围和不同频率范围的阻抗测量方法。

图1 阻抗测量方法

图2是自动平衡电桥法的原理。通过精确测量加载到被测件DUT的电压和电流,从而精确测量出DUT阻抗值。从图2中可以看出,通过DUT的电流等于通过电阻Rr的电流,而通过Rr的电流可以通过测量V2计算出来。

通常,在低频(<100KHz)的LCR表里,使用一个简单的作为I-V转换器,缺点是运算放大器的频响在高频段较差。对于频率高于 1MHz的LCR表或阻抗分析仪,I-V转换器由精密的零位检测器,检测器和积分器(环路滤波)组成。这种仪器可以测量高达110MHz的频率范围。

图2 自动平衡电桥法原理框图

图3是RF I-V法原理框图。RF I-V法是I-V技术在高频范围的扩展,可以紧密测量高达3GHz频率范围的阻抗值。RF I-V电路和路径必须仔细设计,以确保能够以50ohm阻抗与被测件DUT相连。如果连接路径的阻抗不是50ohm,不想要的反射将发生,将导致电流和电压的测量误差增大。RF I-V法细分为高阻和低阻两种测量模式。实际上,测量仪器保持不变,只是改变测试头,达到两种测量模式的要求。高阻测量模式,测试电流很小,为了正确的探测电流,电流探头要尽量靠近DUT;低阻测量模式,为了灵敏的得到电压值,要尽量靠近DUT。

图3 RF I-V法原理框图

网络反射法即是方法,在此不着介绍。

各种方法的优缺点如下。

1、自动平衡电桥法优缺点:

1)最准确,基本测试精度0.05%;

2)最宽的阻抗测量范围:C,L,D,Q,R,X,G,B,Z,Y,O...;

3)最宽的电学测量条件范围;

4)简单易用;

5)低频:f<110MHz。

2、RF I-V法优缺点:

1)宽的频率范围:1MHz<f<3GHz;

2)好的测试精度,基本测试精度:0.8%;

3)宽的阻抗测量范围:100m~50K@10%精度

4)>100MHz的最准确测试方法;

5)接地器件测试。

3、网络分析仪法优缺点:

1)高频

适用:f>100KHz

最佳:f>3GHz

2)适中的精度;

3)有限的阻抗测试范围。

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